張 捷，文正國，馮 迅，張顯兵，遲海龍，梁 薇，汪華強，陶海濤

（北京中水科水電科技開發(fā)有限公司，北京 100038）

H9000V4.0計算機監(jiān)控系統(tǒng)在緬甸瑞麗江項目中的應用

張 捷，文正國，馮 迅，張顯兵，遲海龍，梁 薇，汪華強，陶海濤

（北京中水科水電科技開發(fā)有限公司，北京 100038）

緬甸瑞麗江水電站是緬甸最大的水電項目，由于電站屬于BO T項目，面臨許多特殊問題。介紹了緬甸瑞麗江項目計算機監(jiān)控系統(tǒng)如何解決這些問題及主要功能的實現(xiàn)，并借此機會實現(xiàn)系統(tǒng)功能提升的總體結構。

H 9000計算機監(jiān)控系統(tǒng)；現(xiàn)地控制；中英文切換；多語言；SFC

1 電站概況及電站計算機監(jiān)控面臨的特殊問題

瑞麗江水電站位于緬甸北部撣邦境內(nèi)緊鄰中緬邊境的瑞麗江干流上。電站裝機容量600MW，裝機6臺，單機容量100MW。由于該電站目前屬于緬甸大型電站，并且該電站需要對中方、緬方同時供電，所以，存在以下幾個特點：

（1）該電站采用緬方人員和中方人員同時對各自機組進行控制的方式，要求監(jiān)控系統(tǒng)可以實現(xiàn)中、英文系統(tǒng)的平滑切換，同時要求保證采集數(shù)據(jù)不丟失，從而滿足兩國人員可以非常方便地對各自機組實施控制的需求。

（2）該電站屬于緬甸大型電站，對緬甸電網(wǎng)的穩(wěn)定有著直接的影響，所以，如何保證電站的安全、穩(wěn)定運行是計算機監(jiān)控系統(tǒng)的重要任務。

（3）由于緬方的線路為230kV標準設計，中方的線路采用220kV標準設計，同時，與中方和緬方對應并網(wǎng)的機組有可能會隨著工程的進行而變換，所以，要求監(jiān)控系統(tǒng)既可以對220kV線路并網(wǎng)也可以對230kV并網(wǎng)。

（4）由于緬甸運行人員和檢修人員的技術水平較差，所以，計算機監(jiān)控系統(tǒng)需要設計的更加人性化才能滿足緬方人員的運行要求；同時為了更好地區(qū)分現(xiàn)場各個設備的好壞，并可以及時解決相關問題，需要程序可以實現(xiàn)單步控制。

2 電站監(jiān)控系統(tǒng)的總體結構

整個電站可以分為現(xiàn)地單元層、廠站控制層、GPS對時系統(tǒng)三部分，其中，現(xiàn)地單元層包括以下部分：

6 套機組LCU，1套開關站LCU，1套壩區(qū)LCU，1套公用LCU，1套電能計量LCU。除電能計量LCU之外，其它所有LCU均由可編程控制器組成，并且所有可編程控制器及控制電纜均采用熱備冗余設計。廠站層與現(xiàn)地層之間的數(shù)據(jù)通訊采用以太網(wǎng)通訊模式，該模式采用雙網(wǎng)采集、控制方式，保證了在任何一條鏈路出現(xiàn)問題的情況下，另外一條鏈路可以正常采集、控制現(xiàn)地LCU的數(shù)據(jù)。電能計量LCU采用IEC 102通訊規(guī)約，將電站各個部分的電量采集到廠站層，并形成相應的報表。

廠站層包括以下部分：

數(shù)據(jù)服務器、操作員工作站，工程師工作站，廠內(nèi)通訊服務器，集控中心通訊服務器，緬調通訊服務器，省調通訊服務器，ON-CALL工作站。

3 設計原則及主要功能的實現(xiàn)

考慮到瑞麗江水電站的特點和對緬甸電網(wǎng)的重要作用，電站監(jiān)控系統(tǒng)按照以下原則進行設計：

3.1 監(jiān)控系統(tǒng)需要具備中、英文雙語平滑切換功能

瑞麗江水電站屬于BOT項目，由中方負責建設并在初期負責運行和維護，后期將會移交給緬方獨立運營。中方人員需要中文環(huán)境，緬方運行人員要求英文環(huán)境，要求監(jiān)控系統(tǒng)的畫面、報警等均可支持中、英文兩種顯示模式。因此，為了便于運行人員進行操作，監(jiān)控系統(tǒng)設計了“一鍵切換”功能，運行人員通過對界面上按鍵的簡單操作，能夠實現(xiàn)整個系統(tǒng)在中文、英文之間的平穩(wěn)切換，并保持系統(tǒng)的正常運行，不會因為切換而造成數(shù)據(jù)的丟失和對遠方設備的誤動。為此，中水科技公司在原有的H9000計算機監(jiān)控系統(tǒng)單語言版本的基礎上研制開發(fā)了H9000系統(tǒng)的雙語版本。該版本通過在實時數(shù)據(jù)庫、人機界面等方面對原來單語言的H9000數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進行升級，在不改變原來體系結構的情況下，實現(xiàn)了雙語功能，并實現(xiàn)了“一鍵切換”功能，用戶僅需點擊菜單項，即可將系統(tǒng)從當前的語言環(huán)境切換到另外一個語言環(huán)境中，人機界面、報警等也將會變?yōu)榱硪粋€語言環(huán)境下的內(nèi)容。由于該方法具有較強的通用性，所以，可以實現(xiàn)任意兩種語言的組合，如中英文組合、英法文組合等。

3.2 監(jiān)控系統(tǒng)中的主要設備及為主要設備供電的電源均采用冗余工作方式

瑞麗江水電站屬于緬甸的大型電站，對緬甸電網(wǎng)的穩(wěn)定有較大的影響，所以，電站的安全要求較高，為保證電站可以安全穩(wěn)定運行，監(jiān)控系統(tǒng)中的主要設備和供電電源均采用冗余工作方式。主、備用CPU熱備冗余工作方式可以在主用CPU發(fā)生故障的同時，發(fā)生主、備用CPU的切換，不會出現(xiàn)任何擾動現(xiàn)象影響外圍設備的運行；系統(tǒng)采用冗余數(shù)據(jù)的采集、控制結構，每套CPU都可以通過A、B兩套I/O數(shù)據(jù)網(wǎng)對遠程I/O實施采集和控制，任何一套網(wǎng)絡出現(xiàn)問題的情況下，CPU會從另外一套網(wǎng)絡上獲得遠程I/O數(shù)據(jù)，從而保證了數(shù)據(jù)采集與控制的可靠性；瑞麗江監(jiān)控系統(tǒng)采用現(xiàn)地、遠方兩種控制模式對機組進行控制，現(xiàn)地控制方式為遠方控制方式的備用模式，當遠程計算機控制系統(tǒng)全部癱瘓或與現(xiàn)地LCU的通訊完全中斷的時候，操作人員可以通過LCU上的觸摸屏對機組進行控制操作、運行監(jiān)視、在線維護和事故處理，更符合控制系統(tǒng)危險分擔原則；現(xiàn)地LCU還采用兩臺電源構成冗余方式為LCU的主要設備供電，在任何一臺電源損壞的情況下，另外一臺電源仍然可以為整套設備供電，將LCU控制系統(tǒng)癱瘓的可能性降到最低。

3.3 監(jiān)控系統(tǒng)采用獨立的水機保護裝置

為了保證機組在主、備用CPU全部癱瘓的情況下，可以在機組出現(xiàn)事故的時候及時停機，現(xiàn)地LCU還提供了另外一套單獨的PLC和單獨的電源用來為機組提供后備水機保護。當兩臺CPU完全癱瘓的情況下，這套單獨的PLC將接管機組控制，在水機保護信號產(chǎn)生的同時，使機組停機，達到保護機組的目的。

3.4 網(wǎng)絡故障CPU切換功能

施耐德CPU一般情況下僅能在主用CPU出現(xiàn)故障的時候，產(chǎn)生主、備用CPU切換，但是這種模式存在問題，當與主用CPU相關的網(wǎng)絡模塊全部出現(xiàn)問題的時候，施耐德CPU不會產(chǎn)生切換，這時僅能通過人為干預的措施對CPU實施切換，才可以保證遠程計算機對數(shù)據(jù)的采集，這樣做將會大大降低數(shù)據(jù)采集的實時性，在人為切換過程中的所有數(shù)據(jù)也會丟失，不能滿足監(jiān)控系統(tǒng)對數(shù)據(jù)實時采集和控制的功能，更不能滿足出現(xiàn)事故時電廠人員對事故的分析?？紤]到上述問題，根據(jù)CPU運行的基本原理，編寫程序使主、備用CPU在運行的過程中，均采集各自相關網(wǎng)絡模塊的狀態(tài)，并互相交換網(wǎng)絡模塊的狀態(tài)信息，當與主用CPU相關的網(wǎng)絡模塊全部損壞之后，備用CPU會自動升級為主用CPU。自動切換較人為干預的時間大大縮短，完全可以保證數(shù)據(jù)采集和控制的實時性。

3.5 監(jiān)控系統(tǒng)適應中方220kV及緬方230kV線路同期并網(wǎng)要求

由于緬方線路采用230kV標準設計，中方線路采用220kV標準設計，同時，該電站的6臺機組先投哪臺機組，對何方供電沒有完全確定，所以，需要監(jiān)控系統(tǒng)設計成既可以對220kV線路并網(wǎng)也可以對230kV并網(wǎng)模式，以滿足雙方各自的并網(wǎng)要求。監(jiān)控系統(tǒng)的機組及開關站LCU設計了緬方、中方切換方式，當把手切換到緬方時，與緬方線路側對應的PT電壓將切換到同期裝置的輸入端，當把手切換到中方時，與中方線路側對應的PT電壓將切換到同期裝置的輸入端，兩種PT電壓互相閉鎖，不會出現(xiàn)兩種PT電壓同時進入同期裝置的情況。同時，開關站部分為了防止操作人員對中、緬雙方線路的錯誤選擇，保證對中、緬雙方供電的安全性和可靠性，LCU還采用程序邏輯閉鎖加把手控制的方式，增強了操作人員手動操作的可靠性。在操作人員通過把手選擇需要投入某個線路的斷路器之后，程序會自動將與該斷路器相關的所有輸入電壓投入手準同期裝置，并且對于緬方和中方線路來講，同一時間僅允許中方或緬方投入一條線路合閘程序，如果其它線路的合閘程序沒有完全退出，則不允許選擇另外一條線路進行合閘操作，這樣操作人員僅需要選擇對某條線路合閘，而不需要像以前一樣還需要選擇投入輸入電壓，大大降低了操作人員出現(xiàn)誤操作的可能性；在現(xiàn)地觸摸屏上，還會對所選線路操作進行提示，操作人員可以根據(jù)相應提示對把手進行操作，大大增強了對開關操作的人性化，并減小了操作人員因為遺忘而造成某些把手無法復歸的可能性。

3.6 監(jiān)控系統(tǒng)需要采用更清晰的流程結構，便于運行人員調試和維護

對于機組調試來講，由于以前的程序無法實現(xiàn)單步控制功能，所以，在機組調試的過程中僅能對整個流程實施控制，無法分清在程序運行的第幾步出現(xiàn)問題，更無法精確計算對設備單步控制的時間，所以，如果開停機流程出現(xiàn)超時問題，僅通過經(jīng)驗判斷是在哪一步出現(xiàn)問題，而不能通過數(shù)據(jù)查明哪一步出現(xiàn)時間過長的問題，不僅局限了問題查找人員的層次和水平，而且無法對問題做出客觀的判斷，更不利于對問題提出快速的解決方案。通過機組的單步控制，調試人員可以清晰地看到程序目前運行到第幾步，在該步上應該對哪些設備進行操作，并記錄下該步的運行時間和整個程序的運行時間。同時，通過人機界面將程序每一步的執(zhí)行條件及每一步對相應設備的操作以畫面的形式表現(xiàn)出來，使運行人員可以非常清晰地看到程序運行的整個過程，并非常容易地找出造成程序運行不下去的原因，更便于運行人員對機組的維護。

4 實際應用

瑞麗江計算機監(jiān)控系統(tǒng)的投運，完全滿足了中、緬雙方的要求，實現(xiàn)了中英文切換，可以既對緬方線路，也對中方線路并網(wǎng)等復雜功能?，F(xiàn)地部分從對數(shù)據(jù)的采集到對機組的控制均采用冗余設計，大幅度提高了機組運行的安全性、可靠性，同時，由于采用了順序控制流程，大大縮短了機組的調試時間，方便了運行人員對機組的監(jiān)控，完成了電廠要求的一年四投計劃，并且從投入運行至今尚未出現(xiàn)重大事故，實現(xiàn)了安全穩(wěn)定運行的目標，證明了瑞麗江計算機監(jiān)控系統(tǒng)的設計原則和主要功能是十分安全、可靠的，為國外大型水電站項目的應用打下了良好的基礎。

[1]文正國，遲海龍，張玉平.H9000計算機監(jiān)控系統(tǒng)雙語功能的實現(xiàn)[C].第二屆水力發(fā)電技術國際會議論文集，2009.3.

[2]楊春霞，李建輝，張捷，等.三峽右岸電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)配置及LCU 功能實現(xiàn)[J].水電自動化與大壩監(jiān)測，2007，31(4)∶1-6.

[3]張捷，楊春霞，張顯兵.SFC在三峽現(xiàn)地LCU中的實現(xiàn)[J].水電站機電技術，2008，（3）.

[4]IEC 61131-3國際標準簡介[Z].

[5]Unity Pro語言和程序結構參考手冊[Z].施耐德電氣公司.

TP273+.5

B

1672-5387（2010）03-0024-02

2010-04-28

張捷(1976-)，男，工程師，碩士，主要從事電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)、研制工作。（E-mail∶bjzhj1976@163.com）